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<meta name="description" content="概述 此文为极客时间趣谈网络协议第一模块“通信协议综述”的学习笔记。 主要内容包括数据包在如何在层间传输， IP 地址与 MAC 地址的介绍，IP 地址的设置与分配。 一、网络分层 1.数据包如何在层间流转 分层是一个复杂程序的必然趋势，因而复杂的网络协议就会有分层的要求。 以下图为例，下图描述了我们输入网址并回车后，整个大体的请求流程：  我们知道，按 TCP&#x2F;IP 的四层模型，HTTP 协议属">
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  <title>《趣谈网络协议》读书笔记（一）：网络分层，IP与MAC | Createsequence's Blog</title>
  








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          <h1 class="post-title" itemprop="name headline">《趣谈网络协议》读书笔记（一）：网络分层，IP与MAC</h1>
        

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        <h2 id="概述">概述</h2>
<p>此文为极客时间<a target="_blank" rel="noopener" href="https://time.geekbang.org/column/intro/85">趣谈网络协议</a>第一模块“通信协议综述”的学习笔记。</p>
<p>主要内容包括数据包在如何在层间传输， IP 地址与 MAC 地址的介绍，IP 地址的设置与分配。</p>
<h2 id="一-网络分层">一、网络分层</h2>
<h3 id="1数据包如何在层间流转">1.数据包如何在层间流转</h3>
<p>分层是一个复杂程序的必然趋势，因而复杂的网络协议就会有分层的要求。</p>
<p>以下图为例，下图描述了我们输入网址并回车后，整个大体的请求流程：</p>
<img src="http://img.xiajibagao.top/5c00f6e610f533d17fb4ad7decacc776.jpg" alt="img" style="zoom: 25%;">
<p>我们知道，按 TCP/IP 的四层模型，HTTP 协议属于应用层。假设用伪代码代表不同层级间对数据包的处理流程，当我们从应用层发起请求时：</p>
<ul>
<li>从应用层进入传输层。经过 <code>send_tcp()</code>的处理，会加上 TCP 头，里面有端口；</li>
<li>从传输层进入网络层，经过 <code>send_layer3()</code>的处理，加上 IP 头；</li>
<li>从网络层进入数据链路层，经过 <code>send_layer()</code>的处理，加上目标 MAC 或网关 MAC。</li>
</ul>
<p>经过数据链路层传到目标主机后：</p>
<ul>
<li>从数据链路层进入网络层，经过 <code>process_layer2()</code>处理，解析获取目标 MAC；</li>
<li>若 MAC 符合，就从网络层进入传输层，经过 <code>process_layer3()</code>处理，解析获取 IP；</li>
<li>若 IP 符合，就从传输层进入应用层，经过 <code>process_tcp()</code>处理，解析获取 TCP 头，将数据包转发给 TCP 头中的端口；</li>
<li>监听端口的引用收到数据包，开始真正处理数据。</li>
</ul>
<h3 id="2如何理解分层">2.如何理解分层</h3>
<p>一个数据包被发出的过程从顶层到底层会不断的被打包，而接受的过程会不断的被拆包，这一过程其实就是添加信息和校验信息的过程。有点像包装商品，出厂包装写上名称和产地，然后发快递再装进纸箱，表明收件人和发件人，快递小哥根据目的地送到你家，然后再拆开纸箱确认东西是你要的。</p>
<h2 id="二-ip地址">二、IP地址</h2>
<h3 id="1如何获取ip">1.如何获取IP</h3>
<p>在 windows 中，通过 <code>ipconfig</code>可以获取 ip 地址，而在 Linux 中则是 <code>ifconfig</code>，此外，还可以通过 <code>ip addr</code>命令获取网卡信息，然后查看网卡对应的 ip 地址。</p>
<p>在一些精简的 Linux 系统中可能没有安装 net-tools 和 iproute2 工具，因此以上的命令都需要先安装该工具后才可以执行。</p>
<h3 id="2什么是-ip">2.什么是 IP</h3>
<p>IP 协议是 TCP/IP 协议中的核心，我们一般所说的 IP 即是指 IP 地址。在 TCP/IP 体系中，IP 地址就相当于网卡在网络中的通讯地址。</p>
<p>以 <code>10.100.122.2</code> 为例，我们最常见到的 IPv4 地址通常都是这样的的结构。</p>
<p>IP 地址由点分为4段，每段是8个 bit，因此一串 IP 地址就是 32位，由于后来联网设备越来越多，传统的32位的 IPv4 地址不够用，于是就有了 128 位的 IPv6 地址，他的格式是这样的：<code>fe80::f816:3eff:fec7:7975/64</code>，共 128 位。</p>
<h3 id="3ip地址的构成">3.IP地址的构成</h3>
<img src="http://img.xiajibagao.top/fa9a00346b8a83a84f4c00de948a5b5e.jpg" alt="img" style="zoom:33%;">
<p>IP 地址被分为五类，其中 ABC 都由两部分组成：网络号+主机号。网络号表示网段，而主机号代表主机，加起来一串 IP 地址就是主机在某一网段内的地址。</p>
<p>但是实际上，由于位数的不同，决定了同一网段下最多第地址数量，换句话说，如果超过这个数量主机就拿不到 IP，就不能联网。其中，A 类最多可有 16777214 个地址，B 类可有 65534 个地址，而 C 类只可有最多 254 个地址。</p>
<img src="http://img.xiajibagao.top/6de9d39a68520c8e3b75aa919fadb24c.jpg" alt="img" style="zoom:33%;">
<h3 id="4无类型域间选路cidr">4.无类型域间选路（CIDR）</h3>
<p>对于 A 类和 B 类地址，一般企业达不到这样的规模，地址会出现闲置，而 C 类地址又太少。因此就有了一个无类型域间选路（CIDR），也就是不再直接按固定类型划分 IP，而是通过斜杠来分割网络号与主机号，比如<code>10.100.122.2/24</code>这样的 IP，<strong>斜杠后24的意思是，在32位的地址中，前24位是网络号，后8位是主机号</strong>。</p>
<p>与 CIDR 一起出现的，是广播地址 <code>10.100.122.255</code>和子网掩码 <code>255.255.255.0</code>。</p>
<p><strong>广播地址就是如果发送数据到这个地址，那么统一网段下的所有地址都能收到</strong>。</p>
<p>而<strong>子网掩码则是用于通过与运算根据 IP 计算网络号</strong>。255转为二进制就是8个1，也就是1111111，换句话说，<code>255.255.255.0</code>转为二进制，前24位都为1，后8位都为0，将其与二进制的 IP 地址进行与运算，由于与运算要求都为1才为1，运算后第8位就一定会是0，最后得到的就是纯粹的网络号。</p>
<h3 id="5共有ip和私有ip">5.共有IP和私有IP</h3>
<p>在局域网里面，我们可以自己分配 IP，因为 IP 只在局域网内使用，因此不同的局域网允许同时存在相同的 IP，但是从外部是无法访问私有的 IP 的，因为这个 IP 只在局域网有效，就像拿中国的地址去美国找人，是肯定找不到的。如果要是真正可以在任何地方都能访问的到的地址，需要去 IANA 申请。</p>
<p>一般，在局域网里，第一个地址往往就是出口设备的 IP 地址。比如 wifi 提供的家庭局域网通常地址是 <code>192.168.0.x</code>，这个一眼就能看出 <code>192.168.0.0</code>就是网络号，因而第一个 IP ，也就是 <code>192.168.0.1</code>一般就会是路由器地址，而<code>192.168.0.255</code>就会是广播地址。</p>
<p>我们在 Linux 上使用 <code>ip addr</code>命令，会出现如下显示：</p>
<figure class="highlight shell"><table><tr><td class="gutter"><pre><span class="line">1</span><br><span class="line">2</span><br><span class="line">3</span><br><span class="line">4</span><br><span class="line">5</span><br><span class="line">6</span><br><span class="line">7</span><br><span class="line">8</span><br></pre></td><td class="code"><pre><span class="line">1: lo: &lt;LOOPBACK,UP,LOWER_UP&gt; mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000</span><br><span class="line">    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00</span><br><span class="line">    inet 127.0.0.1/8 scope host lo</span><br><span class="line">       valid_lft forever preferred_lft forever</span><br><span class="line">2: eth0: &lt;BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP&gt; mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000</span><br><span class="line">    link/ether 00:16:3e:06:5d:0f brd ff:ff:ff:ff:ff:ff</span><br><span class="line">    inet 172.17.31.234/18 brd 172.17.63.255 scope global dynamic eth0</span><br><span class="line">       valid_lft 289791687sec preferred_lft 289791687sec</span><br></pre></td></tr></table></figure>
<p>其中，eth0 网卡的 IP 后面有一个 scope global，表示 IP 作用范围是全局，外部可以通过该 IP 访问本机。而 lo 网卡的 scope 是 host，也就是仅能在在本机通讯。因此，lo 全程 loopback，又称回环接口，经操作系统内部处理后直接返回，不会在外部网络中出现。</p>
<h2 id="三-mac">三、MAC</h2>
<h3 id="1什么是mac">1.什么是MAC</h3>
<p>我们可以看到，<code>ip addr</code>命令展示的网卡信息里，eth0 的 IP 地址上有 <code>link/ether 00:16:3e:06:5d:0f brd ff:ff:ff:ff:ff:ff</code>一行，这个就是网卡的 MAC 地址，用十六进制，6 个 byte 表示。</p>
<p>MAC 的全程是 Media Access Control Address ，即媒体访问控制。它是网卡的物理地址，从生产的时候就带着这个地址，是唯一的。不过虽然如此，MAC 是不能取代 IP 的，因为 MAC 并没有导航定位功能，就像一个人的身份证，而你是不可能在寄快递的时候直接填收件人的身份证。</p>
<p>MAC 地址的<strong>主要作用是在局域网中作为设备的唯一标识</strong>，换句话说，只在一个子网内是可以光凭 MAC 找到对应设备的，比如从 <code>192.168.0.2/24</code> 访问 <code>192.168.0.3/24</code>  但是跨网络就不行了，比如去访问 <code>192.168.1.2/24</code> 。这就像你在一个房间里可以直接通过身份证找到人，放大到一个城市里就不行了。</p>
<h3 id="2网络设备的状态标识">2.网络设备的状态标识</h3>
<p><strong>网络设备状态标识</strong></p>
<p>还是上述的 <code>ip addr</code>展示的信息，我们可以在 eth0 看到  <code>&lt;BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP&gt;</code>，这个叫做<code>net_device flags</code>，即网络设备的状态标识。</p>
<ul>
<li>UP：表示网卡处于启动状态；</li>
<li>BROADCAST：表示网卡有广播地址，可以发送广播；</li>
<li>MULTICAST：表示网卡可以发送多播包；</li>
<li>LOWER_UP：表示 L1 是启动的，即插着网线；</li>
</ul>
<p><strong>最大传输单元</strong></p>
<p>除此之外，还能看到 <code>mtu 1500</code>，即最大传输单元 MTU 为 1500，这是以太网的默认值。</p>
<p><strong>排队规则</strong></p>
<p>即 <code>qdisc pfifo_fast state</code>，内核如果需要通过某个网络接口发送数据包，它都需要按照为这个接口配置的 qdisc（排队规则）把数据包加入队列。</p>
<p>qdisc 又分为两类：</p>
<ul>
<li>pfifo：不对进入的数据包做任何的处理，数据包采用先入先出的方式通过队列；</li>
<li>pfifo_fast：分为三个 band，按优先级分别是 band0 到 band2，若数据包中有高优先级的就只处理高优先级的。数据包根据 IP 头中的 TOS（Type of Service） 字段分配到相应的 band 中。</li>
</ul>
<h2 id="四-如何配置ip">四、如何配置IP</h2>
<h3 id="1随意配置ip会带来什么问题">1.随意配置IP会带来什么问题</h3>
<p>还是在 Linux 系统中，假如我们可以自己设置 IP，然后使用以下命令配置网卡：</p>
<figure class="highlight sh"><table><tr><td class="gutter"><pre><span class="line">1</span><br><span class="line">2</span><br></pre></td><td class="code"><pre><span class="line">sudo ifconfig eth1 10.0.0.1/24;</span><br><span class="line">sudo ifconfig eth1 up;</span><br></pre></td></tr></table></figure>
<p>实际上，配置的 IP 是不一定能上网的。比如本机在 <code>192.168.0.x</code>网段，但是却设置为了 <code>10.168.0.5</code>，现在要发送给 <code>192.168.1.4</code>这台设备，实际上是发不出去的。</p>
<p>在 Linux 中，当我们要发送数据的时候，Linux 会先检测源 IP 与目标 IP 是否在同一网段，如果在同一网段，就会发送 ARP 请求获取 MAC 地址，但是如果不在同一网段，就会先先获取网关的 MAC 地址，然后将数据发给本网段的网关，然后本网段的网关转发给外网网关，网关上有 IP 与 MAC 的路由表，它根据路由表再把 MAC 填上，转发给对应的主机，主机收到后确认 MAC 是自己的，于是就接受数据包。</p>
<p>而在上面的例子中，因为本机在 <code>192.168.0.X</code>网段，因而网关必然也在该网段，设置为 <code>10.168.0.5</code>后，Linux 就会去 <code>10.168.0.x</code>网段找网关，<strong>然而这个网关实际上是不存在的，因此这次请求一直找不到目标 MAC，也就一直都没法发到目标主机</strong>。</p>
<h3 id="2什么是dhcp">2.什么是DHCP</h3>
<p>实际上，如果每次设备接入设备都需要手动配置 IP 是很不方便的，因此就有了动态分配 IP 的动态主机配置协议（DHCP）：管理员设置好一个网段，然后接入的机器就会直接获取一个 IP。</p>
<h2 id="五-dhcp的工作方式">五、DHCP的工作方式</h2>
<img src="http://img.xiajibagao.top/image-20201223162722289.png" alt="image-20201223162722289" style="zoom: 67%;">
<h3 id="1主机发起申请">1.主机发起申请</h3>
<p>当一台主机加入网络时，它仍然未获取一个可用的 IP 地址，因此此时它的 IP 为 <code>0.0.0.0</code>。</p>
<p>首先，主机通过广播地址 <code>255.255.255.255</code>发送一个封装了 UDP 协议的广播包以申请可用 IP，这个 UDP 协议里头封装了 BOOTP 协议。我们管这个<strong>申请 IP 的请求叫做 Boot Request</strong></p>
<p>现在，本次请求的数据包格式是这样的：</p>
<img src="http://img.xiajibagao.top/90b4d41ee38e891031705d987d5d8481.jpg" alt="img" style="zoom:33%;">
<h3 id="2server响应申请">2.Server响应申请</h3>
<p>如果管理员配置了 DHCP Server 的话，它就会响应这次请求，分配一个可用 IP，并且记录申请 IP 的主机的 MAC 以及 MAC 和 IP 的对应关系，以防止下一个主机申请到相同的 IP。</p>
<p>现在，DHCP Server 要发送数据包给申请 IP 的主机，这个数据包中会包括分配给主机的 IP，IP 的租用期限，子网掩码，网关等信息。我们管这个 <strong>DHCP Server 回复主机的响应叫做 Boot Offer</strong></p>
<img src="http://img.xiajibagao.top/a52c8c87b925b52059febe9dfcd6be6b.jpg" alt="img" style="zoom:33%;">
<p><strong>注意，现在的 Boot Offer 可能会广播也可能会直接发送给主机，这取决于 IP 的数据头中的 BROADCAST 位是1还是0，1表示能接受，则单发，否则就广播</strong>。</p>
<h3 id="3主机回复响应">3.主机回复响应</h3>
<p>主机会收到 DHCP Server 发送的 Boot Offer，如果有多个 DHCP Server 则会受到多个 Boot Offer。一般主机会选择第一个接收到的 Boot Offer，并且在接受到以后继续通过 <code>255.255.255.255</code>广播发送 Boot Request，里面会有主机接受的 IP，MAC，提供 IP 的 DHCP Server 的 IP 等。</p>
<h3 id="4server接受响应">4.Server接受响应</h3>
<p>被拒绝的 DHCP Server 会取消分配的 IP 以供下一次使用，而被接受的 DHCP Server 会返回一个 DHCP ACK 消息包，表明收到主机同意的消息。</p>
<img src="http://img.xiajibagao.top/cca8b0baa4749bb359e453b1b482e1a9.jpg" alt="img" style="zoom:33%;">
<h3 id="5主机设置ip">5.主机设置IP</h3>
<p>最终，主机收到了 DHCP Server 的响应，将自己的 IP 以及子网掩码等数据变更为 Server 提供的。</p>
<p>不过 IP 的租用是有期限的，当租期过去50%的时候，主机会主动发送 request，向 Server 申请新的配置数据。</p>
<h2 id="六-总结">六、总结</h2>
<p><strong>网络分层</strong></p>
<p>数据包发送的时候会从高层到底层一层一层的封装，而接收的时候会从最外层一层一层的拆解，一个完整的数据包，必然由外层协议包含内层协议。</p>
<p><strong>IP 地址</strong></p>
<p>IP 地址表示主机在网络中的位置，一般常见的 IPv4 地址表现为被点分割为4部分的12位数字，对应为32位二进制字符，即 <code>xxx.xxx.xxx.xxx</code>。</p>
<p>IP 地址由网络号与主机号构成，网络号表示同一网段，而主机号表示主机在子网中的位置，根据网络号长度分为 ABCDE 五类 IP。</p>
<p>由于默认分类使用不便，因而一般使用无类型的 CIDR IP 地址。CIDR 在 IP 尾端使用<code>/n</code>表示 IP 的后多少位为主机号，其余部分为网络号，比如 <code>xxx.xxx.xxx.xxx/8</code>即表示前24位为网络号，后8位为主机号。</p>
<p>CIDR 带来了子网掩码与广播地址。广播地址默认为网络号+255，比如<code>xxx.xxx.xxx.255/8</code>。而子网掩码默认为 255 + 0，比如 <code>255.255.255.0</code>就是 <code>xxx.xxx.xxx.255/8</code>的子网掩码，因为掩码与 IP 与运算后就能得到网络号。</p>
<p><strong>MAC 地址</strong></p>
<p>MAC 地址是网卡出厂自带的唯一物理标识，主机间发送数据需要同时有 IP 与 MAC，通过 IP 可以找到主机的网络位置并发送数据包，但是只有目标 MAC 与目标主机 MAC 相同才会真正的被接收。</p>
<p><strong>DHCP</strong></p>
<p>DHCP 用于动态分配 IP。当新机器加入时，默认 IP 为 <code>0.0.0.0</code>，先广播发送 boot request 获取 Server 的响应，Server 接收响应返回带有预分配的 IP 的 boot offer，主机接收后返回响应，Server 确认响应后再次发送相应数据，表明通过申请并记录信息，主机接收到 Server 确认响应后将 IP 改为申请 IP。</p>

      
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              <div class="post-toc-content"><ol class="nav"><li class="nav-item nav-level-2"><a class="nav-link" href="#%E6%A6%82%E8%BF%B0"><span class="nav-text">概述</span></a></li><li class="nav-item nav-level-2"><a class="nav-link" href="#%E4%B8%80-%E7%BD%91%E7%BB%9C%E5%88%86%E5%B1%82"><span class="nav-text">一、网络分层</span></a><ol class="nav-child"><li class="nav-item nav-level-3"><a class="nav-link" href="#1%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%8C%85%E5%A6%82%E4%BD%95%E5%9C%A8%E5%B1%82%E9%97%B4%E6%B5%81%E8%BD%AC"><span class="nav-text">1.数据包如何在层间流转</span></a></li><li class="nav-item nav-level-3"><a class="nav-link" href="#2%E5%A6%82%E4%BD%95%E7%90%86%E8%A7%A3%E5%88%86%E5%B1%82"><span class="nav-text">2.如何理解分层</span></a></li></ol></li><li class="nav-item nav-level-2"><a class="nav-link" href="#%E4%BA%8C-ip%E5%9C%B0%E5%9D%80"><span class="nav-text">二、IP地址</span></a><ol class="nav-child"><li class="nav-item nav-level-3"><a class="nav-link" href="#1%E5%A6%82%E4%BD%95%E8%8E%B7%E5%8F%96ip"><span class="nav-text">1.如何获取IP</span></a></li><li class="nav-item nav-level-3"><a class="nav-link" href="#2%E4%BB%80%E4%B9%88%E6%98%AF-ip"><span class="nav-text">2.什么是 IP</span></a></li><li class="nav-item nav-level-3"><a class="nav-link" href="#3ip%E5%9C%B0%E5%9D%80%E7%9A%84%E6%9E%84%E6%88%90"><span class="nav-text">3.IP地址的构成</span></a></li><li class="nav-item nav-level-3"><a class="nav-link" href="#4%E6%97%A0%E7%B1%BB%E5%9E%8B%E5%9F%9F%E9%97%B4%E9%80%89%E8%B7%AFcidr"><span class="nav-text">4.无类型域间选路（CIDR）</span></a></li><li class="nav-item nav-level-3"><a class="nav-link" href="#5%E5%85%B1%E6%9C%89ip%E5%92%8C%E7%A7%81%E6%9C%89ip"><span class="nav-text">5.共有IP和私有IP</span></a></li></ol></li><li class="nav-item nav-level-2"><a class="nav-link" href="#%E4%B8%89-mac"><span class="nav-text">三、MAC</span></a><ol class="nav-child"><li class="nav-item nav-level-3"><a class="nav-link" href="#1%E4%BB%80%E4%B9%88%E6%98%AFmac"><span class="nav-text">1.什么是MAC</span></a></li><li class="nav-item nav-level-3"><a class="nav-link" href="#2%E7%BD%91%E7%BB%9C%E8%AE%BE%E5%A4%87%E7%9A%84%E7%8A%B6%E6%80%81%E6%A0%87%E8%AF%86"><span class="nav-text">2.网络设备的状态标识</span></a></li></ol></li><li class="nav-item nav-level-2"><a class="nav-link" href="#%E5%9B%9B-%E5%A6%82%E4%BD%95%E9%85%8D%E7%BD%AEip"><span class="nav-text">四、如何配置IP</span></a><ol class="nav-child"><li class="nav-item nav-level-3"><a class="nav-link" href="#1%E9%9A%8F%E6%84%8F%E9%85%8D%E7%BD%AEip%E4%BC%9A%E5%B8%A6%E6%9D%A5%E4%BB%80%E4%B9%88%E9%97%AE%E9%A2%98"><span class="nav-text">1.随意配置IP会带来什么问题</span></a></li><li class="nav-item nav-level-3"><a class="nav-link" href="#2%E4%BB%80%E4%B9%88%E6%98%AFdhcp"><span class="nav-text">2.什么是DHCP</span></a></li></ol></li><li class="nav-item nav-level-2"><a class="nav-link" href="#%E4%BA%94-dhcp%E7%9A%84%E5%B7%A5%E4%BD%9C%E6%96%B9%E5%BC%8F"><span class="nav-text">五、DHCP的工作方式</span></a><ol class="nav-child"><li class="nav-item nav-level-3"><a class="nav-link" href="#1%E4%B8%BB%E6%9C%BA%E5%8F%91%E8%B5%B7%E7%94%B3%E8%AF%B7"><span class="nav-text">1.主机发起申请</span></a></li><li class="nav-item nav-level-3"><a class="nav-link" href="#2server%E5%93%8D%E5%BA%94%E7%94%B3%E8%AF%B7"><span class="nav-text">2.Server响应申请</span></a></li><li class="nav-item nav-level-3"><a class="nav-link" href="#3%E4%B8%BB%E6%9C%BA%E5%9B%9E%E5%A4%8D%E5%93%8D%E5%BA%94"><span class="nav-text">3.主机回复响应</span></a></li><li class="nav-item nav-level-3"><a class="nav-link" href="#4server%E6%8E%A5%E5%8F%97%E5%93%8D%E5%BA%94"><span class="nav-text">4.Server接受响应</span></a></li><li class="nav-item nav-level-3"><a class="nav-link" href="#5%E4%B8%BB%E6%9C%BA%E8%AE%BE%E7%BD%AEip"><span class="nav-text">5.主机设置IP</span></a></li></ol></li><li class="nav-item nav-level-2"><a class="nav-link" href="#%E5%85%AD-%E6%80%BB%E7%BB%93"><span class="nav-text">六、总结</span></a></li></ol></div>
            

          </div>
        </section>
      <!--/noindex-->
      

      

    </div>
  </aside>


        
      </div>
    </main>

    <footer id="footer" class="footer">
      <div class="footer-inner">
        <div class="copyright">&copy; <span itemprop="copyrightYear">2022</span>
  <span class="with-love">
    <i class="fa fa-user"></i>
  </span>
  <span class="author" itemprop="copyrightHolder">Createsequence</span>

  
</div>






  <div class="theme-info">主题 &mdash; <a class="theme-link" target="_blank" href="https://github.com/iissnan/hexo-theme-next">NexT.Gemini</a> v5.1.4</div>




        







        
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    </footer>

    
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      </div>
    

    

  </div>

  

<script type="text/javascript">
  if (Object.prototype.toString.call(window.Promise) !== '[object Function]') {
    window.Promise = null;
  }
</script>









  












  
  
    <script type="text/javascript" src="/lib/jquery/index.js?v=2.1.3"></script>
  

  
  
    <script type="text/javascript" src="/lib/fastclick/lib/fastclick.min.js?v=1.0.6"></script>
  

  
  
    <script type="text/javascript" src="/lib/jquery_lazyload/jquery.lazyload.js?v=1.9.7"></script>
  

  
  
    <script type="text/javascript" src="/lib/velocity/velocity.min.js?v=1.2.1"></script>
  

  
  
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  <script type="text/javascript" src="/js/src/motion.js?v=5.1.4"></script>



  
  


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  <script type="text/javascript" src="/js/src/schemes/pisces.js?v=5.1.4"></script>



  
  <script type="text/javascript" src="/js/src/scrollspy.js?v=5.1.4"></script>
<script type="text/javascript" src="/js/src/post-details.js?v=5.1.4"></script>



  


  <script type="text/javascript" src="/js/src/bootstrap.js?v=5.1.4"></script>



  


  




	





  





  












  

  <script type="text/javascript">
    // Popup Window;
    var isfetched = false;
    var isXml = true;
    // Search DB path;
    var search_path = "search.xml";
    if (search_path.length === 0) {
      search_path = "search.xml";
    } else if (/json$/i.test(search_path)) {
      isXml = false;
    }
    var path = "/" + search_path;
    // monitor main search box;

    var onPopupClose = function (e) {
      $('.popup').hide();
      $('#local-search-input').val('');
      $('.search-result-list').remove();
      $('#no-result').remove();
      $(".local-search-pop-overlay").remove();
      $('body').css('overflow', '');
    }

    function proceedsearch() {
      $("body")
        .append('<div class="search-popup-overlay local-search-pop-overlay"></div>')
        .css('overflow', 'hidden');
      $('.search-popup-overlay').click(onPopupClose);
      $('.popup').toggle();
      var $localSearchInput = $('#local-search-input');
      $localSearchInput.attr("autocapitalize", "none");
      $localSearchInput.attr("autocorrect", "off");
      $localSearchInput.focus();
    }

    // search function;
    var searchFunc = function(path, search_id, content_id) {
      'use strict';

      // start loading animation
      $("body")
        .append('<div class="search-popup-overlay local-search-pop-overlay">' +
          '<div id="search-loading-icon">' +
          '<i class="fa fa-spinner fa-pulse fa-5x fa-fw"></i>' +
          '</div>' +
          '</div>')
        .css('overflow', 'hidden');
      $("#search-loading-icon").css('margin', '20% auto 0 auto').css('text-align', 'center');

      $.ajax({
        url: path,
        dataType: isXml ? "xml" : "json",
        async: true,
        success: function(res) {
          // get the contents from search data
          isfetched = true;
          $('.popup').detach().appendTo('.header-inner');
          var datas = isXml ? $("entry", res).map(function() {
            return {
              title: $("title", this).text(),
              content: $("content",this).text(),
              url: $("url" , this).text()
            };
          }).get() : res;
          var input = document.getElementById(search_id);
          var resultContent = document.getElementById(content_id);
          var inputEventFunction = function() {
            var searchText = input.value.trim().toLowerCase();
            var keywords = searchText.split(/[\s\-]+/);
            if (keywords.length > 1) {
              keywords.push(searchText);
            }
            var resultItems = [];
            if (searchText.length > 0) {
              // perform local searching
              datas.forEach(function(data) {
                var isMatch = false;
                var hitCount = 0;
                var searchTextCount = 0;
                var title = data.title.trim();
                var titleInLowerCase = title.toLowerCase();
                var content = data.content.trim().replace(/<[^>]+>/g,"");
                var contentInLowerCase = content.toLowerCase();
                var articleUrl = decodeURIComponent(data.url);
                var indexOfTitle = [];
                var indexOfContent = [];
                // only match articles with not empty titles
                if(title != '') {
                  keywords.forEach(function(keyword) {
                    function getIndexByWord(word, text, caseSensitive) {
                      var wordLen = word.length;
                      if (wordLen === 0) {
                        return [];
                      }
                      var startPosition = 0, position = [], index = [];
                      if (!caseSensitive) {
                        text = text.toLowerCase();
                        word = word.toLowerCase();
                      }
                      while ((position = text.indexOf(word, startPosition)) > -1) {
                        index.push({position: position, word: word});
                        startPosition = position + wordLen;
                      }
                      return index;
                    }

                    indexOfTitle = indexOfTitle.concat(getIndexByWord(keyword, titleInLowerCase, false));
                    indexOfContent = indexOfContent.concat(getIndexByWord(keyword, contentInLowerCase, false));
                  });
                  if (indexOfTitle.length > 0 || indexOfContent.length > 0) {
                    isMatch = true;
                    hitCount = indexOfTitle.length + indexOfContent.length;
                  }
                }

                // show search results

                if (isMatch) {
                  // sort index by position of keyword

                  [indexOfTitle, indexOfContent].forEach(function (index) {
                    index.sort(function (itemLeft, itemRight) {
                      if (itemRight.position !== itemLeft.position) {
                        return itemRight.position - itemLeft.position;
                      } else {
                        return itemLeft.word.length - itemRight.word.length;
                      }
                    });
                  });

                  // merge hits into slices

                  function mergeIntoSlice(text, start, end, index) {
                    var item = index[index.length - 1];
                    var position = item.position;
                    var word = item.word;
                    var hits = [];
                    var searchTextCountInSlice = 0;
                    while (position + word.length <= end && index.length != 0) {
                      if (word === searchText) {
                        searchTextCountInSlice++;
                      }
                      hits.push({position: position, length: word.length});
                      var wordEnd = position + word.length;

                      // move to next position of hit

                      index.pop();
                      while (index.length != 0) {
                        item = index[index.length - 1];
                        position = item.position;
                        word = item.word;
                        if (wordEnd > position) {
                          index.pop();
                        } else {
                          break;
                        }
                      }
                    }
                    searchTextCount += searchTextCountInSlice;
                    return {
                      hits: hits,
                      start: start,
                      end: end,
                      searchTextCount: searchTextCountInSlice
                    };
                  }

                  var slicesOfTitle = [];
                  if (indexOfTitle.length != 0) {
                    slicesOfTitle.push(mergeIntoSlice(title, 0, title.length, indexOfTitle));
                  }

                  var slicesOfContent = [];
                  while (indexOfContent.length != 0) {
                    var item = indexOfContent[indexOfContent.length - 1];
                    var position = item.position;
                    var word = item.word;
                    // cut out 100 characters
                    var start = position - 20;
                    var end = position + 80;
                    if(start < 0){
                      start = 0;
                    }
                    if (end < position + word.length) {
                      end = position + word.length;
                    }
                    if(end > content.length){
                      end = content.length;
                    }
                    slicesOfContent.push(mergeIntoSlice(content, start, end, indexOfContent));
                  }

                  // sort slices in content by search text's count and hits' count

                  slicesOfContent.sort(function (sliceLeft, sliceRight) {
                    if (sliceLeft.searchTextCount !== sliceRight.searchTextCount) {
                      return sliceRight.searchTextCount - sliceLeft.searchTextCount;
                    } else if (sliceLeft.hits.length !== sliceRight.hits.length) {
                      return sliceRight.hits.length - sliceLeft.hits.length;
                    } else {
                      return sliceLeft.start - sliceRight.start;
                    }
                  });

                  // select top N slices in content

                  var upperBound = parseInt('1');
                  if (upperBound >= 0) {
                    slicesOfContent = slicesOfContent.slice(0, upperBound);
                  }

                  // highlight title and content

                  function highlightKeyword(text, slice) {
                    var result = '';
                    var prevEnd = slice.start;
                    slice.hits.forEach(function (hit) {
                      result += text.substring(prevEnd, hit.position);
                      var end = hit.position + hit.length;
                      result += '<b class="search-keyword">' + text.substring(hit.position, end) + '</b>';
                      prevEnd = end;
                    });
                    result += text.substring(prevEnd, slice.end);
                    return result;
                  }

                  var resultItem = '';

                  if (slicesOfTitle.length != 0) {
                    resultItem += "<li><a href='" + articleUrl + "' class='search-result-title'>" + highlightKeyword(title, slicesOfTitle[0]) + "</a>";
                  } else {
                    resultItem += "<li><a href='" + articleUrl + "' class='search-result-title'>" + title + "</a>";
                  }

                  slicesOfContent.forEach(function (slice) {
                    resultItem += "<a href='" + articleUrl + "'>" +
                      "<p class=\"search-result\">" + highlightKeyword(content, slice) +
                      "...</p>" + "</a>";
                  });

                  resultItem += "</li>";
                  resultItems.push({
                    item: resultItem,
                    searchTextCount: searchTextCount,
                    hitCount: hitCount,
                    id: resultItems.length
                  });
                }
              })
            };
            if (keywords.length === 1 && keywords[0] === "") {
              resultContent.innerHTML = '<div id="no-result"><i class="fa fa-search fa-5x" /></div>'
            } else if (resultItems.length === 0) {
              resultContent.innerHTML = '<div id="no-result"><i class="fa fa-frown-o fa-5x" /></div>'
            } else {
              resultItems.sort(function (resultLeft, resultRight) {
                if (resultLeft.searchTextCount !== resultRight.searchTextCount) {
                  return resultRight.searchTextCount - resultLeft.searchTextCount;
                } else if (resultLeft.hitCount !== resultRight.hitCount) {
                  return resultRight.hitCount - resultLeft.hitCount;
                } else {
                  return resultRight.id - resultLeft.id;
                }
              });
              var searchResultList = '<ul class=\"search-result-list\">';
              resultItems.forEach(function (result) {
                searchResultList += result.item;
              })
              searchResultList += "</ul>";
              resultContent.innerHTML = searchResultList;
            }
          }

          if ('auto' === 'auto') {
            input.addEventListener('input', inputEventFunction);
          } else {
            $('.search-icon').click(inputEventFunction);
            input.addEventListener('keypress', function (event) {
              if (event.keyCode === 13) {
                inputEventFunction();
              }
            });
          }

          // remove loading animation
          $(".local-search-pop-overlay").remove();
          $('body').css('overflow', '');

          proceedsearch();
        }
      });
    }

    // handle and trigger popup window;
    $('.popup-trigger').click(function(e) {
      e.stopPropagation();
      if (isfetched === false) {
        searchFunc(path, 'local-search-input', 'local-search-result');
      } else {
        proceedsearch();
      };
    });

    $('.popup-btn-close').click(onPopupClose);
    $('.popup').click(function(e){
      e.stopPropagation();
    });
    $(document).on('keyup', function (event) {
      var shouldDismissSearchPopup = event.which === 27 &&
        $('.search-popup').is(':visible');
      if (shouldDismissSearchPopup) {
        onPopupClose();
      }
    });
  </script>





  

  

  

  
  

  

  

  


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</html>
